一种基于GPU的DEM并行插值算法

采用Open CL框架下的CPU/GPU平台,借助GPU在并行浮点运算方面的巨大优势,提出了DEM并行插值算法;同时以反距离加权插值算法为例,分析了传统插值算法和并行插值算法之间的优缺点与适应性。最后,通过对比实验对两类算法进行了比较。实验表明,当插值点数较少时,GPU并行插值算法效率低于传统算法;然而,当插值点数很高时,并行插值算法的计算效率较传统插值算法有了显著提高,加速的效果甚至高达137倍。实验证明GPU并行插值算法具有很强的可行性。     

GPS单日解序列解算策略性能分析

针对如何获得准确、可靠的GPS单日解序列并提高GPS数据处理效率的问题,该文探讨了不同解算策略对单日解序列的影响,提出了GPS单日解批处理策略,并开发了相应的辅助工具,提高了GPS数据处理的效率且有效降低了人为误差的干扰。对所选择的165个IGS站实测数据的GAMIT解、GIPSY解与联合解进行比较分析,结果表明:联合解能有效抑制、减弱单一模型及策略解算中引入的随机误差,提高了GPS单日解坐标序列的精度,验证了GAMIT与GIPSY加权联合解的最优经验权值为1∶2.4的可靠性。     

航空重力梯度的模拟退火参数反演

针对目前地球物理问题反演时,通常利用线性或拟线性反演方法,从而导致反演过程不稳定或反演结果陷于局部最优的问题,该文采用了模拟退火算法的非线性全局反演技术,从航空重力梯度全张量数据中反演了地下密度异常体的几何参数信息。同时,利用无噪声和有噪声的两组航空重力梯度数据进行对比实验。结果表明,在重力梯度数据信噪比小于21.584 3的情况下,通过引入噪声加权的价值函数,可以提高地下密度异常体几何参数反演的准确性。     

北京PM2.5浓度空间分布的贝叶斯地理加权回归模拟北大核心CSCD

针对地理加权回归(GWR)模型无法克服小样本数据下异常值影响的问题,该文利用贝叶斯地理加权回归(BGWR)模型对北京地区2016年10月1日至12月29日长达90d的PM2.5监测数据进行了浓度模拟。该方法通过加入贝叶斯先验信息,选取不同的平滑函数,在局部空间样本稀少的情况下,有效降低了异常值和"弱数据"对回归结果的影响,更加真实地反映了PM2.5浓度空间分布。实验结果表明,基于不同平滑函数的3种BGWR模型校正决定系数分别达到了0.799、0.801和0.867。平均比GWR模型提升了28%,比OLS模型提升了32%,证实了BGWR模型在模拟PM2.5浓度分布时具有更好的适用性。     

基于定位大数据的中国集中连片特困区人口流动空间格局及其影响因素分析

14个集中连片特困区(简称“贫困片区”)是我国人口流动剧烈区域之一,目前关于揭示贫困片区人口流动规律的研究尚不多见。该文利用2019年春节前后实时动态腾讯定位大数据与社会经济指标构建地理加权回归模型并进行耦合分析,揭示14个贫困片区人口流动的空间格局及其影响机制。结果表明：(1)总体上贫困片区人口流出明显,呈现出东、中部片区人口流出活跃,西部片区人口流入一般活跃的格局,且东、中部片区的净流出量明显高于西部片区的净流入量。(2)教育资源供需矛盾、三次产业发展以及贫困人口数对人口流动的影响较大,其中,二、三产业发展是吸引人口流入的主要因素,而教育资源供给矛盾、贫困人口多、第一产业附加值低是人口流出的主要影响因素。(3)东、中部片区人口流出主要缘于贫困人口基数大、教育资源不足,西部片区人口流入主要受二、三产业就业机会多的影响。最后提出贫困片区在乡村振兴阶段的发展建议。     

华南岬湾海滩冲淤演变特征及其机制分析—以南澳岛前江湾为例

岬湾海滩在华南地区普遍分布,众多海滩面临侵蚀退化问题,对其海滩冲淤演变特征及机制的研究具有重要的现实意义。本文以粤东重要的旅游海岛南澳岛南部的前江湾为研究区,利用滩面调查、遥感影像数据与历史海图和实测水深数据,研究1970—2022 年海滩冲淤特征,并从水动力、沿岸输沙、稳定岸线形态等方面,探讨人类活动对海滩冲淤演变的影响机制。结果表明：前江湾海滩蚀淤演变在东南沿岸码头防波堤海岸工程建设前后呈现不同的空间变化特征,切线岸段前期侵蚀、后期侵蚀加剧,弧形岸段前期淤积、后期侵蚀;人类海岸工程造成的岬角位置变化和沿岸输沙受阻是影响海滩蚀淤演变的主要机制,导致岬湾岸线平面形态变为不稳定状态,区域沉积物的亏损也加剧了海岸失衡;自东向西的沿岸输沙的不均衡对其海岸线演变的空间特征起控制作用。     

基于深度加权的多分量重力梯度数据联合相关成像方法

针对重力勘探中相关成像存在纵向分辨率较低的问题,提出基于深度加权的多分量重力梯度数据联合相关成像方法。与重力异常数据相比,重力梯度数据具有更高的信噪比、包含更多的频率信息。因此,本文在相关成像原理基础上联合多分量重力梯度数据,引入基于先验信息的深度加权函数,通过对研究区域进行划分,进一步提高深度加权效果。利用长方体组合理论模型确定了最佳梯度数据组合,验证了深度加权函数能够提高纵向成像效果;提出的方法还被证明具有抗噪性。将该方法应用于文顿盐丘区域的实测重力梯度数据,结果能够清晰地显示盖岩的位置。     

基于滑坡分类的西宁市滑坡易发性评价

以往的滑坡易发性评价多以全体滑坡为研究对象,忽视了滑坡类型的区别。各评价指标对不同类型滑坡的影响程度不同,也导致指标权重无法精确地反映其对滑坡的影响。为更准确地对滑坡灾害进行空间预测,针对西宁市滑坡特征及发育机理,将全区滑坡分为土质滑坡和岩质滑坡;在野外实际调查的基础上,结合相关性分析,选取坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率、工程地质岩组,以及滑坡点距断层、水系、道路的距离远近等8项因素作为滑坡易发性评价指标,并通过滑坡点分布密度和滑坡点相对分布密度,分析各评价指标分别对土质滑坡和岩质滑坡的影响;利用信息量模型,计算各评价指标对两类滑坡的信息量值,利用人工神经网络模型,赋予各评价指标对两类滑坡的权重;最后基于GIS平台利用加权信息量模型对研究区进行易发性评价。通过统计方法和ROC曲线法分别计算滑坡易发性评价成功率,结果表明:评价成功率可达到82.61%和82.30%,与未经滑坡分类的成功率比较,分别提高了10.9%和5.2%;同时,经过滑坡分类后,湟水河两岸地质条件较差的地区转变为滑坡高易发区。     

基于地理加权回归的青藏高原季节冻土区土壤有机碳空间分布研究

青藏高原土壤有机碳储量（soil organic carbon stocks, SOCS）对于区域生态环境演替具有重要作用, 但是其空间分布数据还比较缺乏, 特别是季节冻土区的数据较少。基于378个土壤剖面数据, 结合与土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）相关的地形、 气候以及植被等环境因子, 使用地理加权回归（geographically weighted regression, GWR）模型模拟了青藏高原季节冻土区0 ~ 30 cm、 0 ~ 50 cm、 0 ~ 100 cm和0 ~ 200 cm深度的SOC总量和空间分布。结果表明： 青藏高原季节冻土区SOCS自东南向西北递减, 表层0 ~ 200 cm的SOC总量约15.37 Pg; 季节冻土区不同植被类型SOC从大到小依次为森林、 灌丛、 高寒草甸、 高寒草原和高寒荒漠; 各土壤类型中棕壤、 黑钙土和泥炭土的SOC最大, 而棕钙土、 棕漠土、 灰棕漠土、 风沙土、 石质土、 盐土、 冷钙土、 寒漠土以及冷漠土的SOC最小。研究结果给出了青藏高原季节冻土区SOC的总量、 空间分布及规律, 可为相关地球模式的发展提供基础数据。     

基于概率加权FDC法的河流生态需水量计算

基于河流流量过程的年内和年际变化特性,提出了一种计算河道内生态需水量的概率加权FDC(流量历时曲线)方法。该方法基于年均流量系列和逐月月均流量系列的特定频率,将年均流量系列和逐月月均流量系列划分为丰、平、枯组,通过建立年月丰枯遭遇的Copula联合分布函数,求得不同典型年下各月丰平枯的条件概率,将其作为概率权重,得到不同典型年生态需水过程的计算公式,改进了FDC法,计算出了丰、平、枯典型年的年内生态需水过程。以屏山站为例,将计算结果与Tennant法、逐月最小生态径流法、年内展布法和改进FDC法进行了对比分析。计算结果表明:由此方法得到的生态流量在Tennant法评价体系中,能很好的满足河道的生态需水要求,且较好地体现了河流径流的年内及年际变化过程,符合实际情况。